Акустооптический коррелятор радиосигналов

 

Изобретение относится к обработке сигналов оптическими методами и MOFOT быть использовано в ря диолокации, рпдионавпгяции, гидроакустике , связи для сжатия сигналов с большим значением , ргшя ши рины спектра на длнто.льность. Цапьрасширение рабочей полосы частот коррелятора. Для достижения цели в известный коррелятор введены опорный акустооптический Модулятор, пространственный фильтп, генерЛтор гармонического колебания И фазовращатель, которые обеспечивают4 форми-. рованне квадратурных компонент комплексной -огибающей %заимокоррепяцисгпюй функции вне зависимости от ширины их -спекТра. 1 ил.

СОеОЭ СОНЕ ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ6 ЛИК (51)5 G 06 F. 3/00

1 f(II IgggsР

М) ИЛЕ:Я,",„"- Tktó.:,»- „-, „, ° л щ г Г, .d I, I р, 1

И А ВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЪ.)БРЕТЕНИЯЧ И ОТНР6ГТИЯМ

ПРИ ГНЕТ СССР (16) 07.05.93. Бюл. )1 17

{21) 47 t 1674/? 4 (22) 2?.06.89 (7f) Ленинградский электротехнический институт пим.H.И.Ульянова (Ленина) (72) В,Л.У1лаков и Л.Ц.Рогов (56) Allvopcvne свидетельство Й, СР

Р 98764 1, кл. С 06 G 9/00, 1980 °, (54) ЛКУСТООПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР

РЛ910СИГИЛЛОЛ (57) Изобретение Относится к ОбраЪ ботке сигналов пптичоо1111ми методаMH и Mo>FO ò быть 11спользовано В ра

Изобретение относится к обработке сигналов Оптическими методами и

Монет б1.!теэ испое1е 3ОВано Б радиОло» каегии, радионавигации, гидроакустиКЕ1 Связн ддя СЖатпя СИГНВЛга С бОЛВ

111им зна 1ениее1 произведения лп1рие1ы спектра на длительность.

Цель — расширение рабочей полосы частот корреле1тора. г1а чертеже представлена структур» ная схема коррелятора.

Акустоог т11ческий коррс"1ятор радиосигналов содержнт последовательно расположенные на оптической оси источник 1 когерентнога коллимиро"

ВаННОГО СВстОВОГО ПОТОКа ОПОРНЫЕ акустооптические модуляторы 2, тре» тЬИ ФурЬЕ -ЛрЕОбраэуЮл1ИЕ ЭЛЕМЕНТЫ Э, диафрагму 4, 1етвортые Фурье-преобразую1аис элементы 5, снгналт,ные акустоогтичсские модуля горы 6, перl

„„80„„ I 655232

ДЕЕОПОКацин, РВДионав11Гацнн у ГИДРО акустике, связй для синтия OHrHa тов с большим значением прои. Ве 1ЕПИя IIIH" рины спектра на длительность. Цельрас1лирение рабочей полосы частот коррелятора. Для достнжения цели в известный коррЕЛНтор введеНЫ опор ный акустооптический Модулятор, пространственный фильтр, генератор гармонического колебае1ия Н фазовралеатель которые обеспечивают форми-. рование квадратурных компонент комплексной огибаюлеей взаимокорреляцио1гной функции вне зависимости

От пл1рины их спектра. 1 ил . вые Фурье-преобразуклцие элементы 7, осевую диафрагму 8, вторые Фурьепреобразуюлеие элементы 9 и фотоприемники 10, причем преобразователи

11-13 электрического сигнала в акустический модуляторов 2 гадключеиь

- непосредственно к генератору 14 lap" монпческоГО колебания, а преобразователь 15 - черЕз узкополосный фаз:. вращатель 16, преобразователи 17, 18 модуляторов 6 соединены с источником первого коррелируемого сигнала, а преобразователи 19, 20 - с иг

1 точником второго коррелируемого сигнала а

АкустООптИческий коррелятор рабов тает следукнцим .образом. Коллимированпый световой поток от источника 1., днфрагируя на гармонических акусгнче- скин волнах в модулятор х 2 и проходя через пространствевный фильтр, l

1655232состоящий иэ фурье-преобразующих элементов 3, 5 с одинаковыми фокусными расстояниями и диафрагмы 4, в которой блокируется недифрагированный световой поток, преобразуется для каждого канала н четыре попарно скрещенных световых пучка, идущих под yi Mo лом + — к оптической оси, где

10 ф » длина волны света, V - -скорость распространения ультразвука, fo - часто а формируемого генератором 14 сигнала„ и обладающих световыми частотами f© + fg в каждоМ напра енин распро-5 странения, где f< — световая частота, потока, излучаемого источником 1.

Ввиду того, что пре(-брав-,пптель

15 соединен с генератором 14 через фазо20 вращатель 16, создающий фазовый сдвиг

/tr

Щ = (l /2, фазовые соотношения в соответствующих пучках каналов различаются на зту величину Ь1- . 10эррелируемые радиосигналы 8 1(t) = A1(t)" 25 хс()э(2((f t + О,(f)g и S (t)

А (1.)соз12((Е t + g>(t)g подают" ся йа преобразователи 17-20 модулятора 6 соответственно, где они преобразуются в акустические волны. Ск1)е" щенные световые пучки дифрагируют на этих акустических волнах - пространственно-временных аналогах сигналов S<(t) и 8 (), В результате пространственной фильтрации дифрагированного светя, осуществляемой Фурьепреобразующими элементами 7, 9 и осевой диафрагмой 8, на фотоприемник

10 каждого канала проецируютсл восемь коллинеарных световых промодулнрован" ных пучков с попарно равными све))авы40 ми частотами fc fo + 2fo (две нары пучков имеют световую частоту Го), причем в каждой паре есть пучки, иро1 модулиронанные как сигналом В <(t), так и сигналом Й (t) . Результатом интерференции указанных пар световых пучков является распределение, которое, будучи преобразованным в заряд и накопленным фотоприемником, формирует распределение заряда, соответствующее одной иэ частей (ne eeòíåíной или мним(й) комплексной огибающей взаимокорреляционной функции сигналов S<(t) и S<(t). Распределение заряда н фотоприемнике второго канала соответствует другой части этой комплексной огибающей нэаимокор1 реляционной функции,поскольку Ааэо- постоянный зарядовый пьедестал, rñозффициент пропорцпональ- ) ности время накопления фотоприемникa, x/U. где Q о »=

В силу того, что во втором канале интерферирующие пучки,промодули-) рованные темп же сигналами S<(t) и

S (t), имеют фазовый сдвиг ЬЯ е /2, соответствующее распределение заряда второго канала описывается выражением

Яр(х) Яо + Aô(t)A t-вые соотношения интерферирующих пучков различаться на Ь(1 1(/2.

Формирование кнадратурных выводных распределений вне зависимости от ширины спектра коррелируемых сигналов объясняется следующим.

Известно, что при акустооптическом взаимодействии в режиме линейной модуляции амплитуды светового поля распределение светя в дифрагироваяном пучке является полным пространственно-временным аналогом электрического сигнала, возбуждающего акустическую нолну, причем частота отклоняется на

«4f от начальной величины. По этим признакам можно сказать, что происходит гетеродиниронание падак Его снетоного распределения электрическим сигналом, Из теории радиотехнических цепей известно, что при гетероди сохраняются и фпзопые соотношения каждого иэ двух участвующих в преобразовании " сигналоп. Поэтому созданные опорным модулнтором 2 фазовые соотношения скрещенных снетоных пучков сохраняются при дифракции на акустических пространственно-временных аналогах сигналов S <(t) и Я () и при последующей интерференция уже промодулированных световых пучков. Как показывает анализ работы коррелятора, распространение заряда, сформиронанное фотоприемниками 10 верхнего канала и приведенное по размеру к про» тяженпости апертуры модулятора 6, описывается выражением

5 !655232

- 2(.т)соэ (Ц>,(й)- (P>(t — 2<. ) S!

-II((tj d(- Q, +p J А (()А (с

" 2 )в(п(((> (()Py -2l )) dt.

Таким обраэоМ, На Выходв КоррЕ лятора формируются квядратурные компоненты комплексной огибающей

ВКФ обрабатываемых сигналов вне зависимости от юнрины их спектра..Формула изобретения

Акустоолтический коррелятор радиосигналов, содержащий источник Когерентного коллимировянного света и оптически связанные с ним двв канала, каждый из которых состоит из после- Ю довательно расположенных ня,Оптической оси сигнального якустооптического модулятора, первого Фурье-преобразующего элементя, осевой диафрагмы, второго Фурье-преобразующего 25 элемента и фотоприемника, причем сигнальный акустооптический модулятор снабжен двумя преобразователями, эле" ктрического сигня)тя в якустическнй, расположенными ня лротнвойоложных 3Q торцах звуколровода акустоолтического модулятора, при этом первые преобразователи электрического сигнала

s акустический обоих каналов подключены к источнику первого коррелируел5 мого сигнала, а второй преобразователь электрического сигнала в акустический первого канала подключен к источнику второго хоррелируемого сиг вала, отличающийся тем, 4О б что, с целью расширения рабочей полосы его частот; введены генератор гармонического колебания и уэколо» лосный фязовращатель, между источнттком когерентного коллнмированного света н сигнальным якустоолтическнм модулятором в каждом канале введены последовятельно расположенные нв оп» тической оси опорный акустооптический модулятор, третий Фурье-преоб- . разующий элемент, диафрагма н чет вертый Фурье-преобразующий элемент, при этом прозрачные учясткн диафрат мы рв(эмещены в области первых . дифракционных порядков, я диафрагма pasмещена в задней Аокяльной плоскости третьего и передней,фокальной плоскости четвертого Фурье-лреобразунщих элементов, второй преобразователь эле" ктрического сигнала в акустический второго канала подключен к источнику второго коррелируемого сигнала, опорный акустооптический модулятор снабжен двумя преобразователями электрического сигналя в акустический, причем первые првобрязователи опорных акустооптических модуляторов обоих каналов и второй преобразователь опорного якустоолтического модулятора первого канала подключены к выходу генератора гармонического колебания, частота которого равна средней частоте полосы пролускания сигнального якустооптического модулятора, в второй преобразователь опорного акустооптнческого модулятора второго канала подключен к выходу генератора гармоннческого колебания через узко*олосный фазовращатель.

1655232

Составитель, Г. Зелинский

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Редактор В.Федотов

Заказ 1974, Тирак Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Ио ква, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Увгород, ул, Гагарина, 101